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郁铭芳在碳纤维中试装置前

郁铭芳,化学纤维专家,中国工程院院士,我国合成纤维工业的开拓者之一。20世纪50年代参与领导锦纶6长丝的研制并初步实现工业化。率先采用螺杆挤压纺丝,推动了合成纤维熔融纺丝的技术升级。70 年代主持完成高强Ⅰ型碳纤维的中试。为我国合成纤维工业的发展做出了贡献。

  [谈碳纤维复合材料]

碳纤维复合材料强度超钢材,我国正研发大飞机,这种材料的国产化非常重要

  记者:近几年,您在关注我国什么领域的科技发展?

  郁铭芳:高性能化学纤维最近几年受到很大关注。碳纤维、高强度的芳纶纤维、高强度高模量的聚乙烯纤维,是国外三种有代表性的高性能化学纤维。如今,我国都能自主生产了。

  其中,碳纤维与树脂等组成的复合材料,力学性能非常好,强度超过钢材。过去飞机的外壳主要是用铝合金造的,现在欧洲空客、美国波音的飞机上,30%—50%的机身材料是碳纤维复合材料,使飞机的重量减轻了很多,节省了大量航空汽油。目前,我国正在研发大飞机,碳纤维复合材料的国产化非常重要,且材料的安全性一定要高。

  生物质的高分子纤维材料也越来越受到重视。生物质指的是树木、棉花等靠光合作用生长的有机物质,所以取之不尽,而石油是会开采完的。科研人员已利用玉米、稻草研制材料,当然稻草比玉米更好,因为它不会“抢”老百姓的粮食。

  材料科学还有一个发展趋势,那就是仿生学,对此我们要重视。有一种大蜘蛛,吐出的丝强度很高,美国科学家对它进行研究,分析出了它的成分,并用人工方法合成了这种结构复杂的蛋白质纤维。不过,如何低成本大批量地生产“人造蜘蛛丝”还是个难题。东华大学也有课题组在做仿生学研究,比如胡学超教授的课题组正在做蚕丝研究,如果能用化学方法合成“人造蚕丝”,并实现产业化,有望取得很好的经济效益。

  [谈第三次工业革命]

  第三次工业革命必定会发生,机器人代替人力对我国影响巨大,碳纤维等新材料高技术产业,可以成为新的经济增长点

  记者:前不久,美国经济学家里夫金提出了“第三次工业革命”这一概念,您怎么看?

  郁铭芳:既然有第一次和第二次工业革命,那么第三次就必定会发生。第三次工业革命中,机器人可能会代替相当一部分人力,从而在提高效率的同时,降低生产成本。如果这一幕实现,对我国的影响将是巨大的,目前中国的劳动力成本较低,但机器人取代人工后,外资企业就有可能把厂区搬回国内,造成许多中国工人失业。面对这种趋势,我国要大力发展高科技产业,形成新的经济增长点。我刚才说的碳纤维等新材料,就属于高科技产业,这一产业的兴起,将推动其他许多产业的发展。

  [谈“中国梦”]

  不仅有“中国制造”更有“中国创造”,这是我们科技工作者的梦想。我想,这也是中国梦的一部分

  记者:十八大以来,习近平总书记向全国人民发出了 “实现中国梦”的号召。您50多年的科研之路,其实也是一段赶超世界先进水平的“追梦”历程。在这一历程中,您最大的体会是什么?对有望实现中国梦的年轻一代,您有何寄语?

  郁铭芳:实现从化纤大国到化纤强国的跨越,这是我们化纤人的梦想。实现从科技大国到科技强国的跨越,不仅有 “中国制造”更有“中国创造”,这是我们科技工作者的梦想。我想,这是中国梦的一部分,也非常希望成为大家共同的梦想。

  作为老一辈工作者,以前我们主要做的是赶,但超的方面并不令人满意。今后这个任务就需要我们年轻一代去完成了。我想和他们分享我的大学老师顾翼东院士的5个“W”教学法,我觉得这是青年人学习的好方法。第一个 “W”是HOW,即要知道前人是怎样想、怎样做的;第二个“W”是WHY,就是要思考为什么这样想,这么做;第三个“W”是WETHER,问问自己有没有新的想法;第四个“W”是WHAT,力争发现新的现象和问题;最后一个 “W”是WHITHER,要进一步提出自己的观点和解决问题的办法。这个方法对学习和研究是非常有用的。

  [谈创新]

  在基础研究领域,我们要对失败更加宽容

  记者:对于如何提高我国的自主创新能力,早日赶超发达国家,您有何建言?

  郁铭芳:拿我从事的纺织材料研究来说吧,我国是“纺织大国”,但还算不上“纺织强国”,因为我们缺乏原创性的合成纤维,大多数产品是在外国产品基础上改进而成的。要改变这种局面,提高自主创新能力,就必须加强基础研究。

  我们应加强基础研究与应用研究的联系。比如,中科院主要是搞基础研究的,中国工程院的大多数院士是搞应用研究的,怎样把两者更紧密地结合起来,让更多的实验室成果早日产业化,这是一个需要我们探索的问题。

  在基础研究领域,我们还要对失败更加宽容。我去美国考察时,了解到发明尼龙的杜邦公司有许多课题组,我问一位专家:“你们的科研成功率是多少? ”专家告诉我:“每10个课题里有1个能最终实现产业化,我们就很满足了。”可见基础研究的失败概率是很高的,我们想搞原始创新,就必须做好充分的心理准备。但现在,我国的973计划(国家重点基础研究发展计划)课题,如果鉴定评审时没有做出预期的成果,科研人员就会感觉到压力很大,因为这会影响今后的课题申请。我觉得,这种情况应该有所改变。

  [谈志愿填报]

  报考“钱景”专业可以理解,但也要根据自己的兴趣做出选择

  记者:如今,化工、纺织工业等学科似乎不太吃香,大多数学生想报考金融、经济等更有“钱景”的专业。对此您怎么看?

  郁铭芳:这种想法是可以理解的,但我希望高中生在填报志愿时,除了考虑今后的收入,也要根据自己的兴趣做出选择。拿我自己来讲,我小时候喜欢天文和化学,报考大学时因为家里经济条件不太好,就放弃了天文,而选择了经济待遇比较好的化工。化工也是我感兴趣的学科,所以在后来的工作中,我做出了一定的成绩。

  [谈爱情]

  我夫人只有初中文化,但我们相处得很好,在爱情、婚姻问题上,知识不是最重要的

  记者:能谈谈您对爱情、婚姻的看法吗?

  郁铭芳:我就讲讲自己的个人经历吧。我是大学毕业生,我夫人只有初中文化,但我们相处得很好。我认为最重要的,是两个人要有共同的信仰,只有在价值观上彼此认同,有共同语言,婚姻才会幸福。所以我觉得,在爱情、婚姻问题上,知识不是最重要的。

  记者手记

  朴实的力量

  采访郁院士的过程中,这位老科学家留给笔者最深的印象是:实事求是,朴实无华。比如,在回答“如今大多数学生想报考金融、经济等更有‘钱景’的专业,对此您怎么看”这一问题时,郁老并没有完全否定,而是说,“这种想法是可以理解的,但我希望高中生在填报志愿时除了考虑今后的收入,也要根据自己的兴趣做出选择。 ”又如,在总结其一生的成就时,郁老坚决拒绝“科学家”这一称呼,认为自己“缺乏创新的成果,只是一名科技工作者”。

  这些话语,让笔者的内心感受到了一种朴实无华的力量。也许,这正是工程专家的魅力所在。

  习近平总书记曾指出:“空谈误国,实干兴邦。 ”毫无疑问,郁老就是一位兴邦利民的实干家。从第一张用锦纶长丝制成的渔网、军用降落伞,到非织造布技术的国产化,再到领导建设年产7万吨的聚酯切片工程,郁铭芳一步一个脚印,用他的人生见证了新中国纺织业的起步、发展和腾飞。

  在回顾聚酯切片工程这个他生平领导的最大项目时,郁老仍显出了他的“实”——他说自己有遗憾:“从1957年到1990年,我搞了30多年合成纤维,但在这个项目中我们还是要引进德国设备,我感到很遗憾。 ”

  因为有这种遗憾,郁院士对“中国创造”特别关注。在他看来,完成更多的“中国创造”而非“中国制造”,是实现中国梦的题中之义。为此,他呼吁我国加强基础研究与应用研究的联系,同时要宽容基础研究领域的失败。笔者觉得,郁院士提出的这两条建议都深中肯綮。

  在这个问题上,郁老举的杜邦公司例子值得我们思考。要实现科技创新领域的中国梦,我国的政府部门、大型企业也应有杜邦公司专家的这种心态和胆略。(新闻晚报)


著名化学纤维专家郁铭芳介绍



郁铭芳 Yu Mingfang (1927.10.3 -)。出生于上海市,祖籍浙江省鄞县。1948年毕业于上海私立东吴大学。曾任上海合成纤维研究所所长兼总工程师。现任上海合成纤维研究所顾问、高级工程师。50年代,参加筹建中国首家自行建设的合成纤维实验工厂,纺出了中国自己制造的第一根合成学纤维,成为中国化纤领域的奠基人和学科带头人之一。1960年起先后主持多种化学纤维的研制,并获得多项国家省部级科学进步奖。在反复论证、多方准备的前提下,率先提出关于喷丝成布科技攻关重点项目的建议。1990年投身于92、93年度上海市重大工程项目"年产7万吨聚酯切片"的建设工作,该项目对于根本改变上海纺织化纤原料依靠外来供应的局面具有重要的意义。

  1995年当选为中国工程院院士。

  人物生平

  郁铭芳,祖籍浙江鄞县,1927年10月3日出生在上海一个小商业者的家庭。父亲毕业于上海华童公学,受过正规教育,经常指导郁铭芳的学业,使郁铭芳自幼就萌发了进军科学技术的志向。

  1948年夏,郁铭芳自上海私立东吴大学化工系毕业,应聘于中国纺织建设公司,担任化验室练习助理技术员。1949年1月,调上海第十七棉纺织厂化验室,负责浆料原料分析工作,先后担任助理技术员、技术员、生产技术科副科长、工程师等职。上海解放前夕,郁铭芳参加了地下党组织领导的护厂运动。1952年加入新民主主义青年团,1954年6月加入中国共产党。

  1955年,郁铭芳向组织提出技术归队的要求,希望能学以致用,调到化学纤维领域去工作。1956年5月,调至国营上海第二印染厂。1957年11月,上海纺织工业局贯彻纺织工业部关于“天然纤维与化学纤维并举”的发展方针,决定发展化学纤维,郁铭芳奉调到新成立的化纤筹建处工作,从此与化学纤维结下不解之缘。 郁铭芳1957年11月至1964年10月,郁铭芳在化纤筹建处及新成立的上海合成纤维实验工厂,先后担任中心实验室主任、生产技术科副科长、科长、副总工程师,全面负责技术工作,在实验室首次纺出腈纶和锦纶6纤维,参与领导了锦纶6长丝的研制和工业化建设,在国内率先采用合成纤维螺杆挤压纺丝先进技术,促进了合成纤维纺丝技术的更新换代,对合成纤维工业的建立和发展做出了贡献,成为中国合成纤维工业的开拓者之一。

  1964年10月,上海合成纤维实验工厂改组为上海市合成纤维研究所,郁铭芳担任副所长兼副总工程师;1980年12月起,任所长兼总工程师。1987年改任总工程师。1990年1月借调到上海纺织涤纶总厂筹建年产7万吨聚酯工程(现上海联吉合成纤维有限公司),担任总工程师,对这项工程的建设做出了贡献。

  1990年7月,郁铭芳晋升教授级高级工程师。1992年,享受政府特殊津贴。1995年5月,当选为中国工程院院士。

  成就及荣誉

  上海合成纤维实验工厂在1958年3月创建时,中国还没有生产合成纤维的工厂。实验工厂的技术人员、工人都来自印染厂、机械厂、纺织厂。郁铭芳与其他工程技术人员一起,啃书本,勤实践,采取因陋就简的办法,自行设计制造聚合釜、纺丝机,并且利用棉纺厂的旧设备改造成拉伸加捻机,不断摸索合成纤维制造的门路。经过艰苦努力,终于在1958年底试制成功锦纶6长丝,并在1959年国庆十周年成就展览会上展出了自产锦纶丝织成的渔网。

  中国军用降落伞原来以优质棉纤维为原料。随着军用飞机性能的提高,需要高强轻质的降落伞配套,原料也相应需要更新换代。20世纪50年代初,国际上已经改用锦纶丝制作降落伞。制造降落伞的513厂的领导获悉上海合成纤维实验工厂能够纺制锦纶丝的消息后,立即赶赴该厂,要求尽快生产适用于降落伞的锦纶丝,实验工厂积极承担了这项任务。 郁铭芳降落伞用的锦纶长丝,需要三种不同的规格,其中以高强低延伸丝的生产技术难度最大。要纺制高强度的产品,就要提高高聚物的分子量或初生丝的拉伸倍数;但拉伸倍数高,容易产生毛丝,造成织造加工的困难。为解决这一难题,郁铭芳提出了优化纺丝过程中喷头拉伸和拉伸区的拉伸比例,使产品达到了高强低伸长丝的指标,终于攻克了军用降落伞丝的纺制难题。

  为进一步满足降落伞丝的需求,纺织工业部决定在上海合成纤维实验工厂建设一个年产100吨锦纶长丝、500吨锦纶短纤维的生产车间,由该厂负责工艺和设备设计。郁铭芳参与领导了这个锦纶工业化建设工程。这个由中国自行设计、制造的锦纶纤维生产装置于1961年正式投产。

  1964年,在上海合成纤维实验工厂涤纶短纤维工艺技术小试成功的基础上,国家科委下达了年产300吨涤纶短纤维中试项目。郁铭芳根据国外信息,决定引进国际先进的螺杆挤压纺丝及后处理设备,来替代国内化纤厂当时普遍采用的炉栅纺丝技术。

  郁铭芳关于引进螺杆挤压纺丝设备的设想,很快得到上级批准。设备到厂后,在郁铭芳的主持下,经采用加装定量加料器等多种方法,使高聚物顺利进料;又通过实验摸索螺杆各区加热温度等工艺条件,实现了连续正常的纺丝生产。螺杆纺丝的成功,标志着国内合成纤维熔融纺丝技术的升级换代。这一成果,被有关纺机厂采用,后来成为国内熔融法纺丝的主流技术,对中国合成纤维工业的发展起到了推动作用。

  20世纪70年代,中国迫切需要高强度、高模量、耐高温的碳纤维做火箭喷口、导弹端头以及卫星的耐烧蚀、耐热材料。为此,国家计委、国家科委、国防科委、国防工办联合下达了碳纤维原丝和碳纤维的研究项目。郁铭芳承担了该项研制工作。

  高强度、高模量、耐高温的碳纤维以聚丙烯腈长丝为原料,经空气预氧化和在惰性气体中碳化反应而制成。由于预氧化反应速度极慢,碳化又需在高温绝氧条件下进行,因此制造难度很大,生产效率很低。当时国际上一条生产线的生产能力仅为每年100吨碳纤维,且仅有美、日、英、德等国能够生产。

  郁铭芳亲自带队到外地调研。在项目小试取得成功后,他任高强I型碳纤维中试项目组组长。 郁铭芳在反复比较聚丙烯腈长丝不同溶剂纺丝的工艺路线后,确定采用二甲基亚砜溶剂为主的工艺路线。同时,为了降低碳纤维原丝中非挥发性杂质的含量,保证碳纤维的强度,郁铭芳建议在聚合纺丝过程中采用以挥发性酸酸洗后处理的工艺。实验证明,这些措施有利于提高碳纤维的质量。经郁铭芳和由他率领的项目组工程技术人员数年攻关,终于通过由纺织工业部组织的高强Ⅰ型碳纤维中试鉴定,为中国发展高性能纤维、支援航空航天工业建设做出了贡献。这个项目组因此多次荣获国家有关部委的通报嘉奖。

  评价

  在中国化学纤维领域,郁铭芳这个名字格外引人注目。他就是中国化学纤维专家,中国工程院院士,中国合成纤维工业的开拓者之一。

  1957年11月对于郁铭芳来说,是一个人生重大的转折点。上海纺织工业局决定发展化学纤维,于是郁铭芳奉调到新成立的化纤筹建处工作,从此与化学纤维结下了不解之缘。郁铭芳参与领导了锦纶6长丝的研制和工业化建设,在国内率先采用合成纤维螺杆挤压纺丝先进技术,推动了合成纤维熔融纺丝的技术升级,促进合成纤维纺丝技术的更新换代。这一成果,被有关纺机厂采用,后来成为国内熔融法纺丝的主流技术,对合成纤维工业的建立和发展做出了贡献。

  随着军用飞机性能的提高,需要高强轻质的降落伞配套,原料也相应需要更新换代。要纺制高强度的产品,就要提高高聚物的分子量或初生丝的拉伸倍数;但拉伸倍数高,容易产生毛丝,造成织造加工的困难。为解决这一难题,郁铭芳提出优化纺丝过程中喷头拉伸和拉伸区的拉伸比例,使产品达到了高强低伸长丝的指标,终于攻克了军用降落伞丝的纺制难题。

  在中国迫切需要高强度、高模量、耐高温的碳纤维做火箭喷口、导弹端头以及卫星的耐烧蚀、耐热材料的时候,郁铭芳担任高强I型碳纤维中试项目组组长。在反复比较聚丙烯腈长丝不同溶剂纺丝的工艺路线后,确定采用二甲基亚砜溶剂为主的工艺路线。经郁铭芳和由他率领的项目组工程技术人员数年攻关,终于通过由纺织工业部组织的高强Ⅰ型碳纤维中试鉴定,为中国发展高性能纤维、支援航空航天工业建设做出了贡献。

  近年来,郁铭芳院士除了担任东华大学教授、博导,中国纺织工业协会科学技术顾问、上海市纺织研究院顾问、上海联吉合纤有限公司技术顾问外,还应邀赴有关省、市和单位,参加科技规划的研讨,继续为中国合成纤维的研究、开发和发展贡献力量。